ID.nl logo
Heeft waterstof als brandstof de toekomst?
© Getty Images/iStockphoto
Energie

Heeft waterstof als brandstof de toekomst?

Waterstof is de brandstof van de toekomst, hoor je vaak. Bij verbranding komt er immers slechts water vrij – geen broeikasgassen. Maar is waterstof daadwerkelijk de heilige graal van de energietransitie?

Steeds vaker wordt waterstof aangemerkt als brandstof van de toekomst. Maar is dat wel zo? Welke uitdagingen en toepassingen er voor waterstof zijn leggen we je uit.

De lancering van een Delta 4 Heavy-raket is een spectaculair gezicht. Meteen na de start van de drie motoren vliegt de raket namelijk in brand. Maar elke keer weer verheft de Heavy zich dan toch van het lanceerplatform, zwartgeblakerd maar intact. De reden van de vlammen: vlak voor de lancering worden de drie motoren voorgekoeld door er een dot waterstof doorheen te jagen. Zodra de motoren ontbranden, vliegt de waterstofwolk rondom de raket in brand, met als gevolg dat het isolatiemateriaal van de raket geroosterd wordt – Met als bonus trouwens een gitzwarte rookwolk die mooi contrasteert met de witte wolk van waterdamp.

Waterstof is een brandstof van extremen. Het is het meest overvloedige spul in het heelal, maar het komt op aarde niet in pure vorm voor. Het kookpunt ligt op 253 graden onder nul. De dichtheid is zeer laag: een liter vloeibare waterstof weegt 70 gram (een kilo van dit spul vereist dus een tank van 14,3 liter). Maar de calorische waarde is dan weer hoog: één kilo waterstof bevat circa drie keer zoveel energie als een kilo benzine. Dat verklaart meteen waarom het veel gebruikt wordt in de ruimtevaart, waar elke kilo telt.

©Juhema - stock.adobe.com

De Delta IV raket met waterstof.

De reden waarom het spul populair is bij pleitbezorgers van een energietransitie, is dat het schoon verbrandt tot water. Dat kan in een traditionele verbrandingsmotor, maar ook in een zogenoemde brandstofcel. Daarin worden waterstof en zuurstof uit de lucht over een katalysator gevoerd, waarbij de twee stoffen binden en er stroom gaat lopen. Daarmee kan dan een elektromotor worden aangedreven. Waterstofauto’s zijn al te koop, en worden met name in Japan enorm gepromoot.

Grootschalige toepassing van waterstof zou twee enorme voordelen bieden. Het spul is ten eerste zeer bruikbaar in de industrie. Bij de productie van staal is het een uitstekend, niet vervuilend alternatief voor steenkool. Ten tweede kun je waterstof opslaan. Dat wordt zeer relevant zodra we het merendeel van onze stroom zullen opwekken met zon en wind. Op momenten dat deze duurzame energiebronnen tekort schieten, kan opgeslagen waterstof aan – voor waterstof geschikt gemaakte – gascentrales worden geleverd. Daarmee zou het grootste probleem van een fosielloze energievoorziening zijn opgelost.

Piekmomenten

Maar uiteraard zit er een keerzijde aan dit verhaal. Waterstof wordt ingedeeld in grijze, blauwe en groene waterstof. Het verschil zit ‘m in de wijze van productie. Grijze waterstof wordt gemaakt van aardgas, met als restproduct CO₂. Daar schiet het klimaat natuurlijk niets mee op. Blauwe waterstof wordt ook gemaakt van aardgas, maar het grootste deel van de CO₂ wordt afgevangen en opgeslagen. De gangbare methode om groene waterstof te maken is elektrolyse. Watermoleculen worden bij kamertemperatuur gesplitst in waterstof- en zuurstofatomen. Daar is elektriciteit voor nodig die emissievrij moet worden opgewekt. Deze techniek is relatief simpel. Het probleem is dat het weinig efficiënt is: het kost meer elektriciteit om groene waterstof te maken dan er later in een brandstofcel mee kan worden teruggewonnen. De opslag is problematisch vanwege het kookpunt van -253 °C. In een auto wordt het daarom gasvormig opgeslagen onder een druk van circa 700 bar. Al dit afkoelen en samenpersen vereist ook weer energie. Waterstof is kortom veel minder handelbaar dan fossiele brandstoffen, of in de woorden van Elon Musk: ‘A big pain in the arse’. Wanneer je weer eens een mooi verhaal over de zegeningen van waterstof hoort, is het goed om deze feiten in gedachten te houden.

View post on X

Eigenlijk is waterstof alleen een goed idee wanneer we over een structureel overschot aan groene stroom beschikken. Naarmate de hoeveelheid duurzame bronnen toeneemt, nadert het moment dat we vooral ‘s nachts, als het verbruik laag is, meer elektriciteit produceren dan nodig is. Elektriciteitsprijzen zijn zeer volatiel. Op piekmomenten kan de prijs zomaar verdubbelen. Waterstof kan dus het best worden geproduceerd op goedkope momenten, om vloeibaar opgeslagen te worden in goed geïsoleerde en gekoelde opslagtanks. Bij een tekort aan wind en zon, wanneer elektriciteit duur is, kan het worden gebruikt om stroom op te wekken. Grote prijsverschillen kunnen de geringe efficiëntie van elektrolyse goeddeels compenseren.

Dit alles vraagt wel een kanttekening. Het grootste deel van de energie die we gebruiken, bestaat niet uit stroom. De meeste auto’s rijden op fossiele brandstof en de meeste huizen worden verwarmd door fossiele brandstof. Ook de industrie slokt er enorme hoeveelheden van op. Ondanks dat er overal windmolens oprijzen, tonen cijfers van het CBS op ontnuchterende wijze aan dat Nederland nog altijd grotendeels draait op geïmporteerde fossiele energie. Er circuleren tal van berekeningen die aantonen dat het vrijwel onmogelijk is deze energiehonger te stillen met groene stroom en waterstof. Tata Steel zegt wel over te willen stappen op waterstof, en wellicht menen ze dat ook, maar alleen al dit bedrijf zou het grootste deel van de productie opslokken. Zelfs als we het hele Nederlandse deel van de Noordzee zouden vullen met windmolens, gaat dit niet werken.

©Studio_East - stock.adobe.com

"Eigenlijk is waterstof alleen een goed idee wanneer we over een structureel overschot aan groene stroom beschikken."

Mooie praatjes

Het zou wellicht wel kunnen als we een flink deel van onze stroom op zouden wekken met nieuw te bouwen kerncentrales. De aanloopkosten daarvan zijn weliswaar erg hoog, en de bouw duurt makkelijk een jaar of vijftien, maar met overheidssubsidie is het mogelijk. Wanneer ze eenmaal gereed zijn, leveren kerncentrales goedkope stroom, op elk moment van de dag. Wanneer we inderdaad helemaal geen CO₂ meer willen uitstoten, lijkt een combinatie van kernenergie, duurzame bronnen en een waterstofeconomie de enig mogelijke weg. Op bewolkte, windstille dagen vullen waterstofcentrales de kerncentrales aan. Op onstuimige, stormachtige dagen worden de waterstoftanks en -reservoirs gevuld (waterstof kan net als aardgas ondergronds worden opgeslagen). Alle auto’s worden elektrisch, terwijl waterstof geschikt is gebleken als brandstof in onder meer vrachtwagens, bussen en vorkheftrucks. Ondanks mooi praatjes van vliegtuigbouwers is waterstof vooralsnog niet geschikt voor passagiersvliegtuigen. Maar Shell heeft al wel synthetische kerosine geproduceerd uit waterstof en CO₂ via het beproefde Fischer-Tropsch-proces.

Overigens wordt de Delta 4 binnenkort uit de vaart genomen wegens te duur. De vervanger gaat op aardgas vliegen.

💡Wil jij zelf groene stroom opwekken? Overweeg zonnepanelen!

Vraag een offerte aan voor zonnepanelen:

▼ Volgende artikel
It Takes Two- en Split Fiction-maker bezig met opnames voor nieuwe game
Huis

It Takes Two- en Split Fiction-maker bezig met opnames voor nieuwe game

Hazelight Studios, de ontwikkelaar van de succesvolle coöperatieve games It Takes Two en Split Fiction, heeft een nieuwe game in ontwikkeling en is op dit moment bezig met de opnames ervoor.

Enige tijd geleden gaf regisseur Josef Fares al aan dat er een nieuwe game in ontwikkeling was bij de studio, maar nu heeft hij op social media een foto geplaatst waarop Fares te zien is met drie acteurs in motion capturing-pakken. Daarmee wordt dus duidelijk gemaakt dat de opnames voor de game in ieder geval al in volle gang zijn.

Overigens is de identiteit van de acteurs niet bekend. Fares houdt zijn arm voor de gezichten van de acteurs. Mogelijk zijn het dus bekende acteurs en wil hij dat nog verhullen, al is dat speculatie. Over speculatie gesproken: het feit dat er drie acteurs te zien zijn, doet sommige fans vermoeden dat de nieuwe game van Hazelight mogelijk met drie spelers tegelijk te spelen valt in plaats van twee, maar ook dat is nog alles behalve bevestigd.

View post on X

Over de games van Hazelight Studios

Hazelight Studios is gespecialiseerd in het creëren van games die coöperatief doorlopen moeten worden. No Way Out, It Takes Two en Split Fiction vergen allen twee spelers. Daarbij draait het om samenwerken, wat hun games een populaire bezigheid maakt voor gamende koppels en vrienden.

It Takes Two bleek een grote hit voor de studio. In het spel spreekt een dochter van een ruziënd stel een vloek over het tweetal uit, waardoor ze minuscuul worden. Ze zullen moeten leren communiceren en samenwerken om zich uit deze hachelijke situatie te redden, terwijl ze als kleine poppen door een uitvergrote versie van hun huis en tuin reizen.

Na het succes van It Takes Two bracht Hazelight het conceptueel vergelijkbare Split Fiction uit. Die game draait om twee schrijvers, Mio en Zoe, die worden ingehuurd om verhalen te creëren voor een technologie die deze verhalen levensecht kan simuleren. De vrouwen worden door het bedrijf achter de technologie echter gevangen in een simulatie, en in de game wordt er constant tussen de twee verhalen van Mio en Zoe geschakeld. Dat levert zowel fantasievolle als futuristische settings op.

Zowel It Takes Two als Split Fiction komen met een Friend Pass. Dat houdt in dat maar één speler de game hoeft te kopen, en de tweede speler gratis online mee kan spelen. De games zijn ook via splitscreen samen op de bank speelbaar.

Watch on YouTube
▼ Volgende artikel
Apple is nu de volledige eigenaar van hitserie Severance
Huis

Apple is nu de volledige eigenaar van hitserie Severance

Apple heeft de volledige rechten op de Apple TV-serie Severance overgenomen, en gaat de serie voortaan binnenshuis produceren.

De eerste twee seizoenen van Severance staan al op Apple TV, maar de serie werd geproduceerd door Fifth Season. Apple Studios was alleen de distributeur. Daar is nu verandering gekomen: Apple heeft iets minder dan 70 miljoen dollar betaald voor de volledige rechten op de serie.

Dat betekent dat het bedrijf de productie van de serie voortaan ook zelf gaat doen, al zal Fifth Season wel als executive producer aangesteld blijven. Ook showrunner Dan Erickson en uitvoerden producent Ben Stiller (die we natuurlijk ook kunnen van vele comedyfilms) blijven hun rollen bekleden, dus aan de kwaliteit van de serie verandert als het goed is niets.

Watch on YouTube

Financiële stabiliteit

Volgens Deadline zou de overname mogelijk gedaan zijn om de productie van de show financieel stabiel te houden. In het tweede seizoen waren de productiekosten naar het schijnt zo'n 20 miljoen dollar per aflevering, en Apple kan door zijn formaat dit beter dragen.

Het plan is dat Severance in totaal vier seizoenen krijgt - al worden een vijfde seizoen en een spin-off ook niet uitgesloten. De opnames van het langverwachte derde seizoen moet aankomende zomer starten. De makers van de serie willen eerst de scripts zover mogelijk afkrijgen, zodat ze bij schrijfwerk van de laatste afleveringen van het seizoen nog relatief goedkoop terug kunnen gaan naar scripts van eerdere afleveringen om wijzigingen aan te brengen waar nodig.

Watch on YouTube

Over Severance

De Apple TV-serie Severance draait om Mark S., die een opmerkelijke kantoorbaan bij het bedrijf Lumon Industries heeft: zodra hij op kantoor komt, weet hij niets van zijn leven buiten kantoor. Wanneer hij klaar is en weer naar huis gaat, weet hij niets van zijn werk. Dat komt door een speciale procedure waardoor de herinneringen van de werkplek in het privéleven gescheiden worden.

Dit concept is de voedingsbodem voor een ingewikkelde en verrassende serie waarin Mark samen met zijn collega's langzaam maar zeker probeert te achterhalen hoe de vork precies in de steel steekt bij Lumon. Zoals gezegd zijn er inmiddels twee seizoenen uitgekomen, die beiden op streamingdienst Apple TV te zien zijn.